(57)【要約】  【課題】  入出力ゲインを自動的に調整することができ、もって、１種類のセンサＩ／Ｆ基板で多種のスペックを有する位置センサに対応することができる射出成形機の位置検出装置を得る。  【解決手段】  一次巻線２２，２３と二次巻線２４を有し、一次巻線電圧に対してロッド２１位置に対応した位相差を有する二次巻線電圧を生じる位置センサ２と、一次巻線２２，２３を駆動する駆動部４２Ａと、二次巻線２４からの出力信号を増幅するアンプ３５Ａと、駆動部４２Ａの出力ゲイン又はアンプ３５Ａの入力ゲインの少なくともいずれかをアンプ３５Ａの出力信号の入力電圧判定部４４の判定結果に基づいて調整する制御部４１Ａ、入力ゲイン設定部４５及び出力ゲイン設定部４６とを備えてなる。  【選択図】  図１
2005300411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線と二次巻線を有し、一次巻線電圧に対してロッド位置に対応した位相差を有する二次巻線電圧を生じる位置センサと、
前記一次巻線を駆動する駆動部と、
前記二次巻線からの出力信号を増幅するアンプと、
前記駆動部の出力ゲイン及び前記アンプの入力ゲインの少なくともいずれかを前記アンプの出力信号に基づいて調整するゲイン調整手段と
を備えてなる射出成形機の位置検出装置。
【請求項２】
前記ゲイン調整手段は、前記アンプの出力信号が所定値にくらべて大きいか否かを判定する判定部を備え、
前記位置センサによる位置検出に先じてゲイン調整を行うと共に、該ゲイン調整に際して、前記アンプの出力信号が所定値となるように、前記アンプ又は前記駆動部のゲインを調整することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の位置検出装置。
【請求項３】
前記ゲイン調整手段は、前記アンプの出力信号が所定値に比べて大きい場合、又は小さい場合のそれぞれにおいて、前記入力ゲイン及び出力ゲインを選択的に下げ、又は選択的に上げて前記アンプの出力信号が所定値となるように調整することを特徴とする請求項２に記載の射出成形機の位置検出装置。
【請求項４】
前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを最大にしておくことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の射出成形機の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一次巻線と二次巻線との位相差を検出することで射出成形機のロッドの位置を検出するようにした位置センサを有する射出成形機の位置検出装置に関し、特に、位置センサのスペックによらず一つのセンサＩ／Ｆ基板を用いて位置検出を良好に行うことができる射出成形機の位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は射出成形機のロッド位置検出のために用いられる従来の位置検出装置を示すブロック図である。この射出成形機の位置検出装置１は、図示しない射出成形機のロッドに連結された変位検出用ロッド２１と、このロッド２１に巻回された一次巻線２２，２３と二次巻線２４とを有し、一次巻線電圧に対してロッド２１の位置変位に対応した位相差を有する二次巻線電圧を出力する位置センサ２と、一次巻線電圧と二次巻線電圧に基づいて、その位相差を検出する位相差検出部３と、位相差検出部３により検出された位相差に基づいて、ロッド２１の位置を算出する位置算出部４３と、位置センサ２の一次巻線２２，２３に電圧を供給するための電圧供給部５とを備える。
【０００３】
位置センサ２は、磁気抵抗変化を利用した公知のセンサであり、例えば、図３に示すように、射出成形機のロッド（図示しない）に連結された変位検出用ロッド２１に所定ピッチＰで磁性材２５を設け、この磁性材２５のピッチＰに対して所定の間隔でＡ相乃至Ｄ相を形成する一次巻線２６ａ〜２９ａおよび二次巻線２６ｂ〜２９ｂを巻回してなり、Ａ−Ｃ相一次巻線２２（図２参照）にＩｓｉｎωｔ、Ｂ−Ｄ相一次巻線２３にＩｃｏｓωｔなる電圧を印加して励磁した場合に、その電圧に対するＡ−Ｄ相二次巻線２４の出力電圧の位相差が、前記磁性材２５のピッチＰを比例定数に含むロッド変位の関数として表されるようにしたものである。
【０００４】
具体的には、例えば、磁性材のピッチをＰとし、Ａ−Ｃ相間およびＢ−Ｄ相間の間隔を共に０．５Ｐ、Ａ−Ｃ相およびＢ−Ｄ相の中心間隔を共に１，７５Ｐとした場合、一次巻線電圧と二次巻線電圧との位相差θと変位ｘとはピッチＰを用いて（１）式の関係に表されることとなり、したがって、位相差を求めることにより、変位、すなわち位置を求めることができる。
【０００５】
θ＝２πｘ／Ｐ （１）
【０００６】
この位相差を求めるための位相差検出部３は、一次巻線へ出力する交流電圧波形の所定位置タイミング（ゼロクロス点）において後述のカウンタにカウント開始指令を出力するマイコン４と、二次巻線２４の出力端子２４ａに接続され、入力ゲイン設定抵抗３５ａによって設定された入力ゲインにより入力信号の増幅を行う入力アンプ３５と、入力アンプ３５の出力側に接続され、位置センサ２の出力交流波のゼロクロス点においてパルスを出力するコンパレータ３１と、このコンパレータ３１の出力側に接続されると共に、マイコン４に接続され、カウント開始指令発生時からコンパレータによるパルス発生時までの間にわたり所定のクロックを計数するカウンタ３２とを備えて構成されている。
【０００７】
図２に示されるマイコン４は、位置検出装置１に適用される場合の構成を機能ブロック的に示したものであり、ＣＰＵを備える制御部４１と、位置算出部４３と、後述する電圧供給部５を構成する励磁信号出力部４２と、位置算出部４３により算出された位置データを射出成形機コントローラ８に出力する処理データ出力部４８とを備える。上述したカウント開始指令は、位置算出部４３より、励磁信号出力部４２による出力交流波形のゼロクロス点の発生時点において出力される。そして、位置算出部４３はカウンタ３２の計数値をコンパレータ３１からのパルス発生があった時点で読みとり、この計数値を用いて上式（１）より位置ｘを算出する。
【０００８】
電圧供給部５は、マイコン４（励磁信号出力部４２）と、該出力部４２に接続され、該出力部４２から出力されたディジタル値を正弦波信号に変換し、正弦波電圧（ｓｉｎ波形電圧とｃｏｓ波形電圧）を出力する２チャンネルのＤ／Ａ変換器５１と、Ｄ／Ａ変換器５１のｓｉｎ波形電圧出力端子５１ａおよびｃｏｓ波形電圧出力端子５１ｂから一次巻線２２，２３のＡ相端子およびＢ相端子間をそれぞれ接続する電圧供給ライン５４，５５それぞれに挿入接続された分圧抵抗５２，５３とを備えて構成されている。なお、ｓｉｎ波形電圧が印加されたＡ相端子は、図３に示したＡ相巻線２６ａおよびＣ相巻線２８ａを介して、アースに接続され、ｃｏｓ波形電圧が印可されたＢ相端子は、Ｂ相巻線２７ａおよびＤ相巻線２９ａを介してアースに接続されている。上述した構成において、位相差検出部３、マイコン４及び電圧供給部５はセンサＩ／Ｆ基板６０に設けられている。
【０００９】
以上の構成において、位置検出は次のように行われる。先ず、マイコン４からＤ／Ａ変換器５１にＤ／Ａ変換指令及びディジタル励磁信号を出力すると共に、カウンタ３２にカウント開始指令を出力しカウント（時間計数）を開始させる。Ｄ／Ａ変換器５１はマイコン４より出力されたディジタル値をアナログ信号に変換してｓｉｎ波形電圧とｃｏｓ波形電圧とを出力し、これら電圧信号により一次巻線２２，２３を励磁する。一次巻線２２，２３に印加された電圧は、二次巻線２４の出力端子２４ａに誘導電圧として表れる。
【００１０】
この誘導電圧により発生する二次巻線電圧は、前記したように、一次巻線に印加された正弦波に対して位相差を有するので、一次巻線に印加された正弦波のゼロクロス時点から遅れた時点でゼロクロス点が生じる。コンパレータ３１はこのゼロクロス点でパルスを発生し、このパルスをカウンタ３２へ計数停止信号として、或いはマイコン４に計数値読み込みタイミング信号として与える。マイコン４はカウンタ３２の計数値を読み込み、この計数値に基づき前記（１）式より変位、すなわちロッド２１の位置を算出する。算出された位置は位置データとして、射出成形機のコントローラ８に与えられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０４５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の射出成形機の位置検出装置は図２に示したように、入力ゲイン設定抵抗３５ａにより設定されたゲインに固定されることとなる。またＤ／Ａ変換器５１に対する励磁信号出力部４７からの出力信号もその出力抵抗によりゲインが固定されている。従って位置センサ２として、入出力信号スペックの異なるセンサを使用する場合、出力抵抗や入力ゲイン設定抵抗の値を変更する必要がある。よって、たとえば１０種類の入出力信号スペックの異なる位置センサに対応しようとすると、それぞれの抵抗の異なった１０種類のセンサＩ／Ｆ基板を用意する必要があり、生産上の基板管理が煩雑になる欠点があった。
また、精度の良い位置測定のためには、入力アンプの出力波形が歪むことのないように、最適な入出力ゲインが設定されたセンサＩ／Ｆ基板を使用する必要があるが、異なる入出力ゲインが設定されたセンサＩ／Ｆ基板を使用しても、そのゲインが大きく異なっていなければ位置入力は可能なため間違いに気づかないまま射出機が出荷され後日トラブルを起こすような問題があった。
【００１２】
この発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、入出力ゲインを自動的に調整することができ、もって、１種類のセンサＩ／Ｆ基板で多種のスペックを有する位置センサに対応することができる射出成形機の位置検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明に係る射出成形機の位置検出装置は、出力ゲインと入力ゲインをリアルタイムに変更可能とし得る機能と、入力アンプの電圧を検知する機能を追加し、例えばセンサＩ／Ｆ基板の電源投入時に、自動的に出力ゲインと入力ゲインを変更しながら入力アンプの電圧状態を判断し、出力ゲインと入力ゲインの値を決定し設定する。
【００１４】
即ち本発明は、一次巻線２２，２３と二次巻線２４を有し、一次巻線電圧に対してロッド２１位置に対応した位相差を有する二次巻線電圧を生じる位置センサ２と、前記一次巻線２２，２３を駆動する駆動部（制御部４１Ａ及び励磁信号出力部４２Ａ）と、前記二次巻線２４からの出力信号を増幅するアンプ３５Ａと、前記駆動部の出力ゲイン又は前記アンプの入力ゲインの少なくともいずれかを前記アンプ（入力アンプ３５Ａ）の出力信号に基づいて調整するゲイン調整手段（Ａ／Ｄ変換器３４、入力電圧判定部４４、制御部４１Ａ及び入力ゲイン設定部、出力ゲイン設定部４６）とを備えてなる。
【００１５】
ここで、前記ゲイン調整手段は、前記アンプの出力信号が所定値にくらべて大きいか否かを判定する判定部（入力電圧判定部４４）を備え、前記位置センサによる位置検出に先じてゲイン調整を行うと共に、該ゲイン調整に際して、前記アンプの出力信号が所定値となるように、前記アンプ又は前記駆動部のゲインを調整することを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記ゲイン調整手段は、前記アンプの出力信号が所定値に比べて大きい場合又は小さい場合のそれぞれにおいて、前記入力ゲイン及び出力ゲインを選択的に下げ又は選択的に上げて前記アンプの出力信号が所定値となるように調整することを特徴とする。
【００１７】
なお、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを最大にしておくようにしても良い。
【００１８】
なお、実施の形態においては、以下のようなゲイン調整手段を有する射出成形機の位置検出装置が開示されている。
【００１９】
前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを最大としておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値に比べて大きいと判定したときは、前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方のゲインのみを下げ、その後前記判定部がそれでも入力電圧が大きいと判定したときは、次に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか他方の出力ゲインを下げていくことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２０】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを最大としておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値に比べて大きいと判定したときは、前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方のゲインを所定量下げるステップと、該ステップの経過後、前記判定部がそれでも前記アンプの出力信号が大きいと判定したときは、次に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか他方を所定量下げるステップとを、前記アンプの出力信号が所定値となるまで繰り返すことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２１】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方を中間程度に設定しておくと共にいずれか他方を最大に設定しておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値よりも大きいと判定した場合は、最大にしておいたゲインを下げていくことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２２】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方を中間程度に設定しておくと共にいずれか他方を最大に設定しておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値よりも小さいと判定した場合は中間程度にしておいたゲインを上げていくことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２３】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを中間程度に設定しておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値に比べて大きいと判定したときは、前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方のゲインを所定量下げるステップと、該ステップの経過後、前記判定部がそれでも前記アンプの出力信号が大きいと判定したときは、次に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか他方を所定量下げるステップとを、前記アンプの出力信号が所定値となるまで繰り返すことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２４】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを中間程度に設定しておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値に比べて大きいと判定したときは、前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方のゲインのみを下げ、その後前記判定部がそれでも前記アンプの出力信号が大きいと判定したときは、次に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか他方の出力ゲインを下げていくことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２５】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを中間程度に設定しておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値に比べて小さいと判定したときは、前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方のゲインを所定量上げるステップと、該ステップの経過後、前記判定部がそれでも前記アンプの出力信号が小さいと判定したときは、次に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか他方を所定量上げるステップとを、前記アンプの出力信号が所定値となるまで繰り返すことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【００２６】
また、前記ゲイン調整手段は、初期時に前記入力ゲイン及び出力ゲインを中間程度に設定しておき、前記判定部が前記アンプの出力信号が所定値に比べて小さいと判定したときは、前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか一方のゲインのみを上げ、その後前記判定部がそれでも前記アンプの出力信号が小さいと判定したときは、次に前記入力ゲイン及び出力ゲインのいずれか他方のゲインを上げていくことを特徴とする射出成形機の位置検出装置。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように入出力ゲインを自動的に調整できるようにすることで、抵抗値を変更することなく測定精度を維持することができ、もって、一つのセンサＩ／Ｆ基板によってスペックの異なる多くの位置センサに対応することができる射出成形機の位置検出装置を提供することがき、これによって、生産上の基板管理が簡単になると共に、誤ったゲイン設定による位置測定精度悪化の問題も無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の射出成形機の位置検出装置を示すブロック図である。図１において、図２と同一符号は図２と同一物又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
【００２９】
図１に示す射出成形機の位置検出装置は、マイコン４Ａに入力ゲインを設定することができる入力ゲイン設定部４５を設けると共に、位相差検出部３Ａの入力アンプ３５Ａの入力ゲインが入力ゲイン設定部４５からの出力に基づいて調整設定されるようにする。また入力アンプ３５Ａの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３４を設けると共に、そのＡ／Ｄ変換器３４の出力である入力電圧が所定の値を有するか否かの判定を行って制御部４１Ａに取り込むための入力電圧判定部４４を備える。更に、マイコン４Ａに出力ゲイン設定部４６を設けて、励磁信号出力部４２Ａからの出力ゲインが調整設定できるようにする。
【００３０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態の動作について第１例を説明する。センサＩ／Ｆ基板６０Ａの電源を投入するとマイコン４Ａの制御部４１Ａが入力ゲイン設定部４５、出力ゲイン設定部４６にそれぞれ、ゲインの最大値を設定して励磁信号出力部４２Ａに出力指令を出す。その指令に基づく励磁信号出力部４２Ａからの出力はＤ／Ａ変換器５１によりＤ／Ａ変換され最大振幅を有するｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号として位置センサ２に入力される。このドライブ信号は位置センサ２の１次巻線２２，２３をドライブし、２次巻線２４からの信号が入力アンプ３５Ａに入力される。入力アンプ３５Ａの出力電圧値はＡ／Ｄ変換器３４によりＡ／Ｄ変換されてマイコン４Ａの入力電圧判定部４４に入力される。
【００３１】
入力電圧判定部４４は入力電圧（入力アンプの出力電圧）の値が所定値よりも大きいようであれば、制御部４１Ａにその旨を伝え、制御部４１Ａはこの入力電圧判定部４４の指示に基づいて、当該入力電圧が小さくなるように、出力ゲイン設定部４６による出力ゲイン（ｓｉｎ／ｃｏｓ信号の電圧振幅）や入力ゲイン設定部４５による入力ゲインを下げて再び入力アンプの出力電圧値を確認するという動作を繰り返し、最適な出力ゲインと入力ゲインを決定する。ゲインが決定するとその状態を保持し、位置算出部４３により位置を算出し射出機コントローラ８へ検出位置の通知を繰り返して行うという通常動作（位置検出動作）に入る。
【００３２】
この出力ゲインと入力ゲインを低下させる動作については、次の第１，第２の方法がある。
【００３３】
（第１の方法）
いずれか一方（例えば入力ゲイン）のゲインのみを入力電圧が所定の値になるまで下げ、それでも入力電圧が大きいと判定された場合は、次に出力ゲインを下げていく方法。
【００３４】
（第２の方法）
まず、いずれか一方（例えば入力ゲイン）のゲインを所定量下げ（Ｓ１）、それでも入力電圧が大きいと判定された場合は、次に出力ゲインを所定量下げるようにし（Ｓ２）、以下入力電圧が所定の値になるまで、上記（Ｓ１）（Ｓ２）を繰り返す方法。
【００３５】
（実施の形態２）
上述した実施の形態では最初入力ゲインも出力ゲインも最大にしておいたが、いずれか一方を中間程度に設定しておき、入力電圧が大きい場合は最大にしておいたゲインを下げていくようにしても良い。一方、入力電圧が小さい場合は中間程度に設定しておいたゲインを上げるようにしても良い。
【００３６】
（実施の形態３）
また、最初ゲインを共に中間程度に設定しておき、入力電圧が大きいと判定された場合は、実施の形態１の第１の方法、又は第２の方法によって、ゲインを下げていくようにしても良い。一方、入力電圧が小さいと判定された場合は、上述した第１の方法、又は第２の方法とは逆の手順（後述の第３、第４の方法）でゲインを上げていくようにしても良い。
【００３７】
（第３の方法）
まず、いずれか一方（例えば入力ゲイン）のゲインを所定量上げ（Ｓ１１）、それでも入力電圧が小さいと判定された場合は、次に出力ゲインを所定量上げるようにし（Ｓ１２）、以下入力電圧が所定の値になるまで、上記（Ｓ１１）（Ｓ１２）を繰り返す方法。
【００３８】
（第４の方法）
あるいは、いずれか一方（例えば入力ゲイン）のゲインのみを入力電圧が所定の値になるまで上げ、それでも入力電圧が小さいと判定された場合は、次に出力ゲインを上げていく方法。
【００３９】
以上に説明した各実施の形態の動作を適宜選択することにより、位置センサが有するスペックに拘わらず、その位置センサを最適な状態で使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１の射出成形機の位置検出装置を示すブロック図である。
【図２】従来の射出成形機の位置検出装置を示すブロック図である。
【図３】位置センサを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ  射出成形機の位置検出装置、２  位置センサ、３Ａ  位相差検出部、４Ａ  マイコン、５Ａ  電圧供給部、８  射出機コントローラ、４１Ａ  制御部、４２Ａ  励磁信号出力部、４３  位置算出部、４４  入力電圧判定部、４５  入力ゲイン設定部、４６  出力ゲイン設定部、５１  Ｄ／Ａ変換器。
【図１】
2005300411.tif 000003
【図２】
2005300411.tif 000004
【図３】
2005300411.tif 000005